提取微弱小信号的锁相放大器试制 总结
<span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>从提出方案到设计本子，调试花了许多业余时间。问了许多从事电子的工程师，包括博士和工作几年的老师都不清楚锁相放大器。总是和锁相环弄混。再次在说明一下锁相放大器和锁相环是两个东西。锁相环（PLL）一般是所频率的，锁相放大器一般用在提取微弱小信号的。<div><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>先前在学校时一直琢磨着哪个锁相放大器，锁相放大器分两种形式，一种是纯模拟电路搭建的锁相放大器和数字式锁相放大器。他们基本都是基于同样的原理，就是后面采集和处理的信号方式不一样。因为数字式锁相放大器涉及到硬件软件还有一些算法方面的问题，对个人而言，暂时没时间弄，所以想先选择一些器件搭建一个原型试一试。我们老板（导师）不懂电子，跟他沟通很困难，令我很是不爽。因此自己花钱在中发买片子和元器件（北京中发电子，专营批发电子元器件的地方）。先前买过一片AD630和AD620，这两个芯片感觉不错，只是当时买了，还没来得及定方案。</div><div><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>后来7月15号，老板给放假了，然后我到泛华测控实习去了。实习工作时间，朝九晚五，公司给我们的待遇也挺好的。于是每天回公寓了，就开始在网上找资料，并且分析。凡是国内几乎所有关于锁相放大器的论文，基本都下载下了。经过分析，有一两个院校所作的锁相放大器核心芯片采用AD630。于是决定，选择AD630，AD630的在精度和温度的稳定性上面不错。而且可以配置+-1、+-2的增益，有2MHz的带宽，精度0.005%，这个很不错。本设计的锁相放大器是根据我们实验室里一个差分探测器输出的差分电流信号而设计。先前设计时就为这个差分探测器的信号调理犯愁。网上并没有这方面关于小信号电流差分放大的具体例子。论文里面介绍的都是单个传感器输出。经过再三的分析，觉得AD620 通用仪表放大器比较合适。光电二极管的输出电阻一般介于不大不小的范围，理论上将用差分探测器应该能行。于是参考了ADI官方的Datasheet，又观看ADI在网上的一些视频（看了很多，觉得收获比较大），以及搜集了其他网友关于AD620芯片的使用体会，初步了解了其性能。另外，有一本书比较好，《运算放大器应用手册》，这是一个ADI资深工程师写的。堪称经典，上面介绍了常用ADI运放的应用，其中就包括AD620、AD8177等运放。详细讲解了运放电路噪声的计算，以及各种滤波器的设计，还有各种传感器调理电路。写的真是太好了。在设计原理图时，我花了好几天的时间将那本书大致看了一遍。<br></div><div><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>设计模拟电路需要考虑许多因素，这次设计主要基于三个方面一个是低噪声、一个是低成本、还有小体积。低噪声方面，就涉及到芯片选型、电路设计、PCB布局布线等。因为我们这边所需要处理信号的频率并不大，一般在1KHz-2KHz之间。因此在选型方面，我就着重看那些速度不是很快，但噪声相对来说比较低得芯片。这几个芯片的噪声应该都不算太高，AD620、OP2177、AD630。大概估算一下在最高10nv/（根号）Hz，能满足要求。</div><div><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>在ADI所出的一集视频，专门介绍PCB布局布线方面应注意。布局布线和电路设计。电路的每个芯片都要加去耦电容，高增益的运放输入端要考虑射频干扰和自激。本文AD620运放即考虑了射频干扰（部分参看那个视频和AD620实验室电路）。输出的信号还比较不错，增益可以任意调节。模拟信号周围都铺上地，数字地和模拟地分开。设计时按信号链进行布局，这样方便调试（个人总结经验）。</div><div><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>关于设计模拟电路时的工具比较重要，在设计滤波器时，先前用的multisim11 （NI的院校版本），许多ADI芯片没找到，没法仿真。后来在ADI官网搜索，介绍有一款ADI版本的 Multisim 11，于是下载下来， 试了一下非常不错。关于滤波器的设计，参照了 我说的那本书《运算放大器设计手册》里的滤波器篇。关于滤波器方面，OP2177,DATAsheet上面有介绍可以用在滤波器上，并且演示了一个低通滤波器电路。于是参照书和实验室电路，设计了低通滤波器和带通滤波器，观看效果。那个ADI版本的软件值得赞一下。其实还有一些ADI的小工具也非常不错，这里记不起有哪些了。在这还透露 一下，ADI测试电路的许多软件都采用ＬａｂＶＩＥＷ编写，这个从他的软件界面上可以看出，呵呵！</div><div><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>还有最后一个没说啦，那就是２４位ＡＤ，ＡＤ７１９０，这个芯片呢，个人感觉引脚排列的不好，布局时线走的有点儿乱。关于ＡＤ７１９０，网上与其有关的程序有都下载下来了，但是都是用软件模拟ＳＰＩ接口控制ＡＤ７１９０的，究其原因，个人觉得ＡＤ７１９０不是一个通用的ＳＰＩ接口，那个ＤＩＮ／ＲＤＹ，老是要检测低电平，和通常的ＳＰＩ不一样。有人说是为了防止外界干扰寄存器，个人觉得有些繁琐。</div><div><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>在看一些实验电路和Ｄａｔａｓｈｅｅｔ时，发现ＡＤＩ本身的实验室电路的线就来回绕，这样看起来的话有些不顺畅，如果都按照信号链的思想来布局芯片的引脚，以及电路连线，那看起来可就爽多了。编写ＬａｂＶＩＥＷ程序多的朋友可能了解，如果信号线或者数据线连的像蜘蛛网一样，程序的可读性很差。我想电路的连线，ＰＣＢ布局以及芯片的内部模块布局，与ＬａｂＶＩＥＷ编程有些类似。<br></div><div><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span>这次做这个收获不小，也花了不少时间，为以后改进锁相放大器垫定了基础。应Ｓｏｓｏ姐（期间一直鼓励我们继续坚持做下去，非常感激，也非常感谢ｓｏｓｏ姐）邀请，写此总结，鄙人拙见，错误难免，欢迎斧正！一起学习交流！</div><div><span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> </span></div>听君一席话胜读十年书
:carnation: :carnation: :carnation: :carnation: :carnation: :carnation: :carnation: :carnation: 原创就是好啊:loveliness:回复 沙发 ddllxxrr 的帖子
只是一点小经验，还得向前辈们多请教！谢谢！ 楼主现在还有基于Multisim的锁相放大器的电路图吗？我急需要用现在看到了麻烦发个我好么？邮箱1191676030@qq.com谢谢！！ 不错总是和锁相环弄混.......
<div class='shownolgin' data-isdigest='no'>啊!我一直就这么认为的,真是拨开迷雾!</div><script>showreplylogin();</script><script type="text/javascript">(function(d,c){var a=d.createElement("script"),m=d.getElementsByTagName("script"),eewurl="//counter.eeworld.com.cn/pv/count/";a.src=eewurl+c;m.parentNode.insertBefore(a,m)})(document,523)</script>参考信号?
<div class='shownolgin' data-isdigest='no'>看到了楼主介绍的锁相放大器的电路,但不知道参考信号部分用的是什么电路?没有看到介绍!</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>:hug:</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>请问楼主还有基于Multisim的锁相放大器的电路图吗？我现在做一个锁相放大器的仿真电路，希望能借鉴一下。看到了麻烦发个我好么？邮箱631377332@qq.com谢谢！！ 太感谢你了！！！</div><script>showreplylogin();</script>回复 楼主 70120662 的帖子
<div class='shownolgin' data-isdigest='no'>写的真好，希望你多来写点，哈哈，看来大家很喜欢呢，我看到有些朋友都在管你要基于Multisim的锁相放大器的电路图，看来很有价值啊，你有吗？可以分享一下哈</div><script>showreplylogin();</script>感谢楼主
<div class='shownolgin' data-isdigest='no'>之前的回复希望楼主能分享下，因为自己也在做一个类似的设计，后来看楼主空间的前几贴，都做了详尽的分享，对我有非常大的帮助，太感谢了！！！</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>正在设计锁相放大电路中，求交流！！！QQ346656725[ 本帖最后由 simon.chou 于 2013-4-23 22:01 编辑 ]</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>原来也是有一些同行在做低噪放电路，鼓励，加油！我现在也在做，但是噪声要求的更低，期待能有突破~</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>"提取微弱小信号的锁相放大器试制"?怎么把关键一笔带过了？</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>原创真好，可以学到很多东西</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>楼主，有没有基于multisim的锁相滤波器的原理图发一份，万分感谢！急急急，597000542@qq.com
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>把楼主的整个系列帖子都看下来了，真的很好。真的很感谢楼主。</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>MARK</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>楼主, 你好!现在还有基于Multisim的锁相放大器的电路图吗？我急需要用现在 , 看到了麻烦发个我好么？邮箱为:1812596606@qq.com谢谢！！! ! ! ! ! !</div><script>showreplylogin();</script>
页:
[1]
2